内容正文:
2026年普通高中学业水平选择性考试模拟卷
物理(三)
本试卷总分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图是吹肥皂泡游戏的画面,小朋友刚刚吹出的泡泡在冷空气中缩小,气泡内的空气可视为理想气体。下列说法正确的是( )
A. 气泡内气体的内能减小
B. 气泡内每个气体分子热运动的速度均减小
C. 气泡从外界吸收热量
D. 气泡表面液体分子间作用力表现为斥力
2. 许多家用烟雾探测器使用镅-241(Am-241)作为电离源,它的衰变方程为,其半衰期为432.2年。下列说法正确的是( )
A. 如果有100个镅-241,经过432.2年后一定还剩下50个镅-241没有衰变
B. 如果有镅-241,经过432.2年后还剩下镅-241没有衰变
C. 升高环境温度可使镅-241的半衰期变大
D. 升高环境温度可使镅-241的半衰期变小
3. 如图甲所示,空间中存在竖直向下的匀强磁场,导体棒ab垂直于导轨放在固定在水平面内的导体框上,以水平向右为正方向,导体棒的位移一时间图像如图乙所示。已知图乙为正弦函数图像,导体棒始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是( )
A. 0时刻导体棒中的电流为0
B. 时刻导体棒中的电流最大
C. 时刻闭合回路中的磁通量最大
D. 时刻和时刻导体棒中的电流方向相反
4. 如图所示,通过标准平板玻璃1检测平板玻璃2表面的平整情况,将玻璃板2放在水平面上,将玻璃板1放在玻璃板2上,一端对齐,另一端夹一张纸片,用单色光从上面竖直向下照射,可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面,c、d为平板玻璃2的上、下表面。下列说法正确的是( )
A. 该方法利用了光的衍射现象
B. 明暗相间的条纹由a、d面上的反射光线形成
C. 若将纸片适当向左移动,相邻条纹中心间距将减小
D. 若c面某个位置出现凸起,则条纹在该位置向左侧弯曲
5. 如图所示,将两个点电荷分别固定在x轴上的坐标原点和位置,两个点电荷所带电荷量分别为和()。将一带负电的试探电荷从位置移动到。位置,已知静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. 位置的电场强度大小为,方向沿x轴正方向
B. 位置的电场强度大小为0
C. 移动试探电荷的过程中,试探电荷的电势能一直减小
D. 移动试探电荷的过程中,试探电荷的电势能先减小后增大
6. 如图所示,某容器的剖面图为矩形ABCD,,容器内某种透明液体的深度为4dm。此剖面内的单色光从A点由空气射到液体表面的O点,反射光线刚好照到D点,折射光线刚好照到C点。则透明液体对该单色光的折射率为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,倾角为的斜面上用轻绳连接两个质量分别为m、2m的滑块A、B,用平行于斜面向上的力通过原长为的轻弹簧拉滑块B,两个滑块一起沿斜面向上以的加速度匀加速运动。已知两个滑块与斜面之间的动摩擦因数均为,弹簧的劲度系数为,重力加速度为g,弹簧始终处于弹性限度内。现剪断A、B间轻绳,下列说法正确的是( )
A. 剪断轻绳前轻绳的拉力大小为
B. 剪断轻绳前弹簧的长度为
C. 剪断轻绳瞬间滑块A的加速度大小为
D. 剪断轻绳瞬间滑块B的加速度大小为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 北京时间2025年8月19日15时33分,力箭一号遥十运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的中科卫星05星等7颗卫星顺利送入各自轨道,飞行试验任务获得圆满成功。若七颗卫星均绕地球做匀速圆周运动,其中a卫星的轨道半径最大,b卫星的轨道半径最小。地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转。下列说法正确的是( )
A. 七颗卫星的向心加速度大小均小于g
B. 七颗卫星的绕行速度均大于7.9km/s
C. a卫星绕地球运动的周期大于b卫星的周期
D. a卫星绕地球运动的角速度大于b卫星运动的角速度
9. 某物理兴趣小组将变压器(可视为理想变压器)连接成如图所示的电路,五盏灯完全相同,额定电压为3V。接有效值为U的正弦交流电源,五盏灯均正常发光。下列说法正确的是( )
A. 原、副线圈中电流的频率相同 B. 原、副线圈中电流的频率不同
C. D.
10. 某工厂的工件传输机构如图所示,半径为1m的四分之一圆弧轨道AB在B点与水平传送带BC相切,水平传送带BC在电动机带动下以速度顺时针转动,质量为0.2kg的小滑块P从圆弧轨道的A点无初速度释放,滑块P经过圆弧上的B点时对圆弧轨道的压力大小为5.2N,滑块滑到C点时刚好和传送带共速。已知滑块可视为质点,滑块与传送带之间的动摩擦因数为0.6,取。下列说法正确的是( )
A. 滑块在圆弧轨道上运动过程中损失的机械能为0.5J
B. 滑块在传送带上运动过程中的加速度大小为
C. 滑块与传送带之间因摩擦产生的热量为3.6J
D. 仅增大传送带的速度v,滑块离开传送带时的速度增大
三、非选择题:本题共5题,共54分。
11. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距,毛玻璃屏与双缝间的距离,滤光片为红色滤光片,接通电源使光源正常工作。
(1)正确的组装实验设备时,图甲中a、b分别为________(填正确答案标号)。
A. 双缝、单缝 B. 单缝、双缝
(2)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,游标尺上有20个等分刻度,该小组同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹(如图乙所示),此时测量头上游标卡尺的读数为4.65mm;接着再同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐(如图丙所示),此时测量头上游标卡尺的示数如图丁所示,则读数为________mm,实验所用红光的波长________nm(结果保留三位有效数字)。
(3)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片,则条纹间的距离将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 一物理兴趣小组得到了一个热敏电阻(阻值随温度的升高而减小),他们想测量该热敏电阻在70℃时的阻值,然后将该热敏电阻接入如图乙所示的电路当中,制作成一个简易火灾自动报警器。
(1)他们用如图甲所示的电路测量该热敏电阻在70℃时的阻值。按图甲连接好电路,定值电阻R1、R3的阻值分别为150Ω和300Ω,在A、B间接入灵敏电流计,先把热敏电阻放入70℃的恒温水中,闭合开关;调节电阻箱,使灵敏电流计示数为零,则此时A、B两点电势________(填“相等”或“不相等”),此时电阻箱的阻值为263.5Ω,则热敏电阻的阻值________Ω(结果保留一位小数)。
(2)图乙中,为使温度在升高到报警温度时,报警器响起,单刀双掷开关c应该接________(填“a”或“b”)。他们先把热敏电阻放入70℃的恒温水中,然后调节滑动变阻器的电阻,直到报警器响起。已知直流电源电动势,内阻不计。若继电器线圈ed电阻为1.5Ω,流过继电器线圈的电流才会使铁片吸合,欲使温度升高到70℃时报警器恰好响起,则滑动变阻器接入电路的阻值应该是________Ω。
13. 如图所示,一辆汽车在水平路面上以恒定功率向右匀速行驶,汽车在A点左侧路面受到的阻力为,经过A点后,受到的阻力变为。汽车由A点经过时间到达B点时汽车刚好再次做匀速运动。汽车可视为质点,此过程中汽车的质量为m且不变。求:
(1)汽车在A点左侧匀速行驶时的速度大小和汽车刚过A点时的加速度大小;
(2)A、B两点间的距离。
14. 某种粒子分析装置由加速电场、磁分析器组成,其简化原理图如图所示。加速电场两板间电压为U,磁分析器截面ACDF为边长为L的正方形,其内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电荷量均为q的a、b两个粒子,由静止经加速电场后水平向右运动,自M点垂直于AF边进入磁场,偏转后a、b分别从F点和N点射出磁场。已知,忽略空气阻力、粒子重力及粒子间相互作用,。求:
(1)a粒子的电性及其在磁场中运动的半径;
(2)两个粒子的质量;
(3)两个粒子在磁场中运动的时间之比。
15. 如图所示,在水平面上放置L形木板B、木板C和滑块D,其中B、C间锁定,上表面高度相同且平滑连接,轻弹簧一端固定在木板B上,滑块D上表面为半径为1m的四分之一圆弧,圆弧左端切线水平且与B、C的上表面在同一高度。滑块A与轻弹簧接触但不拴接,将弹簧压缩0.4m后锁定,此时A到B、C连接处的距离为0.5m。弹簧解除锁定,当A滑过B、C连接处时B、C间锁定解除,当A滑到C的右端时A、C刚好共速,此时C刚好与D碰撞,碰后瞬间粘在一起。已知A、B、C、D的质量分别为0.2kg、0.6kg、0.2kg、0.2kg,A与C上表面之间的动摩擦因数为0.5,不计其他摩擦,弹簧的劲度系数为100N/m,取。求:
(1)弹簧弹开过程中滑块A的最大加速度大小;
(2)从弹簧解除锁定到B、C分离,木板B发生的位移大小;
(3)初始时木板C的右端到D的左端的距离和木板C的长度;
(4)滑块A沿D的圆弧轨道上升的最大高度。
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2026年普通高中学业水平选择性考试模拟卷
物理(三)
本试卷总分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图是吹肥皂泡游戏的画面,小朋友刚刚吹出的泡泡在冷空气中缩小,气泡内的空气可视为理想气体。下列说法正确的是( )
A. 气泡内气体的内能减小
B. 气泡内每个气体分子热运动的速度均减小
C. 气泡从外界吸收热量
D. 气泡表面液体分子间作用力表现为斥力
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题意可知气泡在冷空气中温度降低,气泡内一定质量的气体视为理想气体,其内能只与温度有关,所以气泡内气体的内能减小,A正确。
B.气泡温度降低,气泡内气体的平均动能减小,所以气体分子做热运动的平均速率减小,但不是每个分子的速率均减小,B错误。
C.由题意可知气泡体积减小,外界对气体做功,即,同时温度降低,气体的内能减小,即,由热力学第一定律,可知,所以气泡向外界放热,C错误。
D.气泡形成的原因是液体的表面张力,所以气泡表面液体分子间作用力表现为引力,D错误。
故选A。
2. 许多家用烟雾探测器使用镅-241(Am-241)作为电离源,它的衰变方程为,其半衰期为432.2年。下列说法正确的是( )
A. 如果有100个镅-241,经过432.2年后一定还剩下50个镅-241没有衰变
B. 如果有镅-241,经过432.2年后还剩下镅-241没有衰变
C. 升高环境温度可使镅-241的半衰期变大
D. 升高环境温度可使镅-241的半衰期变小
【答案】B
【解析】
【详解】A.半衰期是一个统计规律,适用于大量样本,可知,如果有100个镅-241,经过432.2年后,不能够确定还剩下多少个镅-241没有衰变,故A错误;
B.根据半衰期的规律有,故B正确;
CD.半衰期由原子核自身决定,与物理环境和化学状态无关,即升高环境温度可使镅-241的半衰期不变,故CD错误。
故选B。
3. 如图甲所示,空间中存在竖直向下的匀强磁场,导体棒ab垂直于导轨放在固定在水平面内的导体框上,以水平向右为正方向,导体棒的位移一时间图像如图乙所示。已知图乙为正弦函数图像,导体棒始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是( )
A. 0时刻导体棒中的电流为0
B. 时刻导体棒中的电流最大
C. 时刻闭合回路中的磁通量最大
D. 时刻和时刻导体棒中的电流方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图乙可知图像的切线斜率表示导体棒的速度大小和方向,0时刻导体棒的位移为0,但速度不为0,所以回路中的电流不为0,故A错误;
B.时刻导体棒的位移最大,但此时导体棒的速度为0,所以此时导体棒中的电流为0,故B错误;
C.时刻导体棒的位移负向最大,此时闭合回路面积最小,回路的磁通量最小,故C错误;
D.时刻和时刻导体棒的速度方向相反,所以回路中的电流方向相反,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,通过标准平板玻璃1检测平板玻璃2表面的平整情况,将玻璃板2放在水平面上,将玻璃板1放在玻璃板2上,一端对齐,另一端夹一张纸片,用单色光从上面竖直向下照射,可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面,c、d为平板玻璃2的上、下表面。下列说法正确的是( )
A. 该方法利用了光的衍射现象
B. 明暗相间的条纹由a、d面上的反射光线形成
C. 若将纸片适当向左移动,相邻条纹中心间距将减小
D. 若c面某个位置出现凸起,则条纹在该位置向左侧弯曲
【答案】C
【解析】
【详解】A.该检测方法利用了薄膜干涉而不是衍射,A错误;
B.形成干涉的两束光为入射光在b、c两个界面上的反射光,B错误;
C.若将纸片适当向左移动,两玻璃板之间的夹角变大,同一条纹处的空气膜厚度不变,条纹整体向左移动,相邻条纹中心间距变小,C正确;
D.连续的条纹处空气膜的厚度相等,若c面某个位置出现凸起,该处的空气膜厚度变小,所以条纹需要向右弯曲以保证空气膜的厚度相等,D错误。
故选C。
5. 如图所示,将两个点电荷分别固定在x轴上的坐标原点和位置,两个点电荷所带电荷量分别为和()。将一带负电的试探电荷从位置移动到。位置,已知静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. 位置的电场强度大小为,方向沿x轴正方向
B. 位置的电场强度大小为0
C. 移动试探电荷的过程中,试探电荷的电势能一直减小
D. 移动试探电荷的过程中,试探电荷的电势能先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电场强度叠加可知位置的电场强度,方向沿x轴正方向,A错误。
B.由电场强度叠加可知位置的电场强度,B正确。
CD.将一带负电的试探电荷从位置移动到位置的过程中,电势逐渐降低,而试探电荷带负电,所以试探电荷的电势能一直增大,CD错误。
故选B。
6. 如图所示,某容器的剖面图为矩形ABCD,,容器内某种透明液体的深度为4dm。此剖面内的单色光从A点由空气射到液体表面的O点,反射光线刚好照到D点,折射光线刚好照到C点。则透明液体对该单色光的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】作出O点的法线,如图所示
反射光线刚好照到D点,所以O点为液面中点,由折射定律有
由几何关系可知
解得。
故选A。
7. 如图所示,倾角为的斜面上用轻绳连接两个质量分别为m、2m的滑块A、B,用平行于斜面向上的力通过原长为的轻弹簧拉滑块B,两个滑块一起沿斜面向上以的加速度匀加速运动。已知两个滑块与斜面之间的动摩擦因数均为,弹簧的劲度系数为,重力加速度为g,弹簧始终处于弹性限度内。现剪断A、B间轻绳,下列说法正确的是( )
A. 剪断轻绳前轻绳的拉力大小为
B. 剪断轻绳前弹簧的长度为
C. 剪断轻绳瞬间滑块A的加速度大小为
D. 剪断轻绳瞬间滑块B的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.剪断轻绳前对滑块A受力分析,根据牛顿第二定律
解得,A错误;
B.剪断轻绳前对两个滑块整体受力分析,根据牛顿第二定律
解得
根据胡克定律
解得,B错误;
C.剪断轻绳瞬间,对滑块A受力分析,根据牛顿第二定律
解得,C错误;
D.剪断轻绳瞬间弹簧弹力不变,对滑块B受力分析,根据牛顿第二定律
解得,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 北京时间2025年8月19日15时33分,力箭一号遥十运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的中科卫星05星等7颗卫星顺利送入各自轨道,飞行试验任务获得圆满成功。若七颗卫星均绕地球做匀速圆周运动,其中a卫星的轨道半径最大,b卫星的轨道半径最小。地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转。下列说法正确的是( )
A. 七颗卫星的向心加速度大小均小于g
B. 七颗卫星的绕行速度均大于7.9km/s
C. a卫星绕地球运动的周期大于b卫星的周期
D. a卫星绕地球运动的角速度大于b卫星运动的角速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对于卫星,根据万有引力提供向心力,有
而对于地面上的物体,根据万有引力等于重力,有
可得,故A正确;
B.对于卫星,根据万有引力提供向心力,有
解得
根据万有引力提供向心力,有
可得第一宇宙速度
可得,故B错误;
C.对于卫星,根据万有引力提供向心力,有
解得
因为,所以,故C正确;
D.对于卫星,根据万有引力提供向心力,有
解得
因为,所以,故D错误。
故选AC。
9. 某物理兴趣小组将变压器(可视为理想变压器)连接成如图所示的电路,五盏灯完全相同,额定电压为3V。接有效值为U的正弦交流电源,五盏灯均正常发光。下列说法正确的是( )
A. 原、副线圈中电流的频率相同 B. 原、副线圈中电流的频率不同
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.变压器只改变正弦交变电流的电压,不改变电流的周期和频率,A正确,B错误。
CD.设灯的额定电流为,额定电压为,五盏灯均正常发光,所以原线圈中电流,副线圈中电流
根据变压器原、副线圈电流规律有
副线圈输出电压
由变压器原、副线圈电压规律有
所以
电源的输出电压,C正确,D错误。
故选AC。
10. 某工厂的工件传输机构如图所示,半径为1m的四分之一圆弧轨道AB在B点与水平传送带BC相切,水平传送带BC在电动机带动下以速度顺时针转动,质量为0.2kg的小滑块P从圆弧轨道的A点无初速度释放,滑块P经过圆弧上的B点时对圆弧轨道的压力大小为5.2N,滑块滑到C点时刚好和传送带共速。已知滑块可视为质点,滑块与传送带之间的动摩擦因数为0.6,取。下列说法正确的是( )
A. 滑块在圆弧轨道上运动过程中损失的机械能为0.5J
B. 滑块在传送带上运动过程中的加速度大小为
C. 滑块与传送带之间因摩擦产生的热量为3.6J
D. 仅增大传送带的速度v,滑块离开传送带时的速度增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小滑块P在圆弧轨道上运动的过程中由能量守恒,有
小滑块通过圆弧轨道上的B点时有
由牛顿第三定律有,联立解得,故A错误;
B.滑块在传送带上运动时对滑块受力分析并结合牛顿第二定律有
解得,故B正确;
C.滑块P在传送带上运动时,根据速度-时间公式,有
根据位移-时间公式,有
所以此过程中滑块相对传送带的位移
所以此过程中因为摩擦产生的热量,故C正确;
D.增大传送带的速度后,滑块在BC上滑行的过程中依然一直加速,而加速度也没有发生变化,所以滑块离开传送带时速度不变,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5题,共54分。
11. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距,毛玻璃屏与双缝间的距离,滤光片为红色滤光片,接通电源使光源正常工作。
(1)正确的组装实验设备时,图甲中a、b分别为________(填正确答案标号)。
A. 双缝、单缝 B. 单缝、双缝
(2)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,游标尺上有20个等分刻度,该小组同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹(如图乙所示),此时测量头上游标卡尺的读数为4.65mm;接着再同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐(如图丙所示),此时测量头上游标卡尺的示数如图丁所示,则读数为________mm,实验所用红光的波长________nm(结果保留三位有效数字)。
(3)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片,则条纹间的距离将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2) ①. 15.05 ②. 693
(3)变小
【解析】
【小问1详解】
正确的组装实验设备时,图甲中a、b分别为单缝、双缝,故选B;
【小问2详解】
[1][2]游标卡尺读数=15mm+0.05mm×1=15.05mm,所以条纹间距离
由可知。
【小问3详解】
绿光的波长小于红光的波长,所以实验中若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片,根据可知,条纹间的距离将变小。
12. 一物理兴趣小组得到了一个热敏电阻(阻值随温度的升高而减小),他们想测量该热敏电阻在70℃时的阻值,然后将该热敏电阻接入如图乙所示的电路当中,制作成一个简易火灾自动报警器。
(1)他们用如图甲所示的电路测量该热敏电阻在70℃时的阻值。按图甲连接好电路,定值电阻R1、R3的阻值分别为150Ω和300Ω,在A、B间接入灵敏电流计,先把热敏电阻放入70℃的恒温水中,闭合开关;调节电阻箱,使灵敏电流计示数为零,则此时A、B两点电势________(填“相等”或“不相等”),此时电阻箱的阻值为263.5Ω,则热敏电阻的阻值________Ω(结果保留一位小数)。
(2)图乙中,为使温度在升高到报警温度时,报警器响起,单刀双掷开关c应该接________(填“a”或“b”)。他们先把热敏电阻放入70℃的恒温水中,然后调节滑动变阻器的电阻,直到报警器响起。已知直流电源电动势,内阻不计。若继电器线圈ed电阻为1.5Ω,流过继电器线圈的电流才会使铁片吸合,欲使温度升高到70℃时报警器恰好响起,则滑动变阻器接入电路的阻值应该是________Ω。
【答案】(1) ①. 相等 ②. 527.0
(2) ①. a ②. 371.5
【解析】
【小问1详解】
[1][2]题图甲电路的测量原理是电桥平衡,当通过灵敏电流计的电流为0时,电桥平衡,此时A、B两点电势相等,由平衡条件有
解得
【小问2详解】
[1][2]环境温度升高时,热敏电阻阻值变小,回路中的电流增大,所以在没有报警之前右侧电路应该是断开状态,然后继电器吸合使右侧电路接通,所以单刀双掷开关应该接a,当报警器刚好在70℃时报警,则有
解得。
13. 如图所示,一辆汽车在水平路面上以恒定功率向右匀速行驶,汽车在A点左侧路面受到的阻力为,经过A点后,受到的阻力变为。汽车由A点经过时间到达B点时汽车刚好再次做匀速运动。汽车可视为质点,此过程中汽车的质量为m且不变。求:
(1)汽车在A点左侧匀速行驶时的速度大小和汽车刚过A点时的加速度大小;
(2)A、B两点间的距离。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
汽车在A点左侧以恒定功率匀速行驶时,有
解得汽车在A点左侧匀速行驶时的速度大小
当汽车刚通过A点时,汽车的速度没有变化,所以汽车的牵引力也没有变化,对汽车受力分析并结合牛顿第二定律有
解得汽车刚过A点时的加速度大小
【小问2详解】
汽车再次匀速运动时有
汽车从A到B过程中,由动能定理有
解得A、B两点间的距离
14. 某种粒子分析装置由加速电场、磁分析器组成,其简化原理图如图所示。加速电场两板间电压为U,磁分析器截面ACDF为边长为L的正方形,其内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电荷量均为q的a、b两个粒子,由静止经加速电场后水平向右运动,自M点垂直于AF边进入磁场,偏转后a、b分别从F点和N点射出磁场。已知,忽略空气阻力、粒子重力及粒子间相互作用,。求:
(1)a粒子的电性及其在磁场中运动的半径;
(2)两个粒子的质量;
(3)两个粒子在磁场中运动的时间之比。
【答案】(1)负电,
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
a粒子进入磁场后向下偏转,由左手定则可知粒子带负电;
a粒子在磁场中运动时由几何关系可知
解得
【小问2详解】
a粒子在电场中加速,根据动能定理,有
粒子在磁场中运动,根据牛顿第二定律,有
联立解得
由几何关系有
同理可得b粒子在电场中加速,根据动能定理,有
粒子在磁场中运动,根据牛顿第二定律,有
联立解得
【小问3详解】
由带电粒子在磁场中运动的周期
可得a的周期为
b的周期为
a粒子在磁场中运动的时间
设b粒子在磁场中偏转的圆心角为,由几何关系有
b粒子在磁场中运动的时间为
两个粒子在磁场中运动的时间之比
15. 如图所示,在水平面上放置L形木板B、木板C和滑块D,其中B、C间锁定,上表面高度相同且平滑连接,轻弹簧一端固定在木板B上,滑块D上表面为半径为1m的四分之一圆弧,圆弧左端切线水平且与B、C的上表面在同一高度。滑块A与轻弹簧接触但不拴接,将弹簧压缩0.4m后锁定,此时A到B、C连接处的距离为0.5m。弹簧解除锁定,当A滑过B、C连接处时B、C间锁定解除,当A滑到C的右端时A、C刚好共速,此时C刚好与D碰撞,碰后瞬间粘在一起。已知A、B、C、D的质量分别为0.2kg、0.6kg、0.2kg、0.2kg,A与C上表面之间的动摩擦因数为0.5,不计其他摩擦,弹簧的劲度系数为100N/m,取。求:
(1)弹簧弹开过程中滑块A的最大加速度大小;
(2)从弹簧解除锁定到B、C分离,木板B发生的位移大小;
(3)初始时木板C的右端到D的左端的距离和木板C的长度;
(4)滑块A沿D的圆弧轨道上升的最大高度。
【答案】(1)
(2)0.1m (3)0.4m,5m
(4)0.075m
【解析】
【小问1详解】
弹簧刚解除锁定时滑块A的加速度最大,此时对滑块A受力分析并结合牛顿第二定律,有
解得
【小问2详解】
取水平向右为正方向,从弹簧解除锁定到B、C分离的过程中,由动量守恒,有
由几何关系有
解得
【小问3详解】
弹簧压缩时储存的弹性势能
当B、C分离时由动量守恒,有
根据能量守恒,有
解得
滑块A在木板C上运动过程中由动量守恒有
由能量守恒,有
解得LC=5m
滑块A在木板C上运动过程中对木板C分析,由动量定理,有
所以木板C发生的位移
所以初始时木板C的右端到D的左端的距离
【小问4详解】
C、D碰撞过程有
当A沿圆弧轨道上升到最高点时有
由能量守恒,有
解得
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